JP6856286B1 - BESO topology optimization method based on dynamic evolution rate and adaptive grid - Google Patents
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Abstract
【課題】動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法を提供する。【解決手段】最適化対象の基本構造について有限要素モデルを作成し、設計ドメイン、負荷、境界条件及びグリッドサイズを定義すること、制約値及びBESOに必要なパラメータを決定し、グリッドが分割された構造について有限要素解析を行い、目的関数と制約条件でのユニット感度を算出すること、ユニット感度をフィルタリングし、制約のラグランジュの未定乗数を更新し、ラグランジュ関数の感度を構築すること、現在の反復ステップの体積率に従って、Logistic関数の動的進化率関数に基づいて、現在の反復ステップの進化率を決定すること及び設定された制約関数に基づいて設計変数を更新し、制約条件と収束条件を満たしているか否かを判定し、満足していない場合、グリッドを適応的に更新し、ユニット更新を行って、条件を満足すると、反復を停止することを含む。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a BESO topology optimization method based on a dynamic evolution rate and an adaptive grid. A finite element model was created for the basic structure to be optimized, design domains, loads, boundary conditions and grid sizes were defined, constraints and parameters required for BESO were determined, and the grid was divided. Perform finite element analysis on the structure, calculate the unit sensitivity under the objective function and the constraint, filter the unit sensitivity, update the undetermined multiplier of the constraint Lagrange, build the sensitivity of the Lagrange function, the current iteration Determine the evolution rate of the current iterative step based on the dynamic evolution rate function of the Logistic function according to the volume factor of the step, and update the design variables based on the set constraint function to set the constraints and convergence conditions. It includes determining whether or not the conditions are met, and if not satisfied, updating the grid adaptively, performing unit updates, and stopping the iteration when the conditions are met. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、構造トポロジー最適化の技術分野に関し、具体的には、動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法、並びにその応用に関する。 The present invention relates to a technical field of structural topology optimization, specifically, a BESO topology optimization method based on a dynamic evolution rate and an adaptive grid, and an application thereof.
構造トポロジー最適化は、建築や3Dプリントなどの最適化加工の分野に適用される場合が多い。トポロジー最適化の目的は、構造の設計ドメインで設計条件を満たす最適なトポロジーを見つけて、材料の特性を最大限に活用し、構造体が最高の外力抵抗効率を持つようにすることである。最も一般的に使用される構造最適化設計方法の中で、双方向進化型構造最適化(BESO)を含むほとんどの連続体トポロジー最適化方法は、有限要素技術に基づいており、つまり、連続体をグリッドに分割して離散化させ、次に、最適化ルールに従ってトポロジー最適化の反復演算を行うことである。BESOトポロジー最適化は、反復演算に基づく進化型トポロジー最適化技術であり、各反復ステップでは、現在の反復ステップの構造形態について有限要素解析を行う必要があるため、トポロジー最適化には複数回の構造有限要素計算が必要であり、最適化反復ステップの数だけ有限要素構造計算を行う必要があるので、計算時間や計算量がかかる。 Structural topology optimization is often applied in the field of optimization processing such as architecture and 3D printing. The purpose of topology optimization is to find the optimal topology that meets the design requirements in the design domain of the structure, to maximize the properties of the material, and to ensure that the structure has the highest external resistance efficiency. Among the most commonly used structural optimization design methods, most continuum topology optimization methods, including bidirectional evolutionary structural optimization (BESO), are based on finite element technology, that is, continuums. Is divided into grids and discretized, and then the iterative operation of topology optimization is performed according to the optimization rules. BESO topology optimization is an evolutionary topology optimization technique based on iterative calculations, and each iterative step requires a finite element analysis of the structural form of the current iterative step. Since structural finite element calculation is required and it is necessary to perform finite element structural calculation for the number of optimization iterative steps, calculation time and calculation amount are required.
あるトポロジー最適化設計ドメインでは、単回の有限要素計算量はグリッド密度に密接に関連しており、2次元構造の場合は、単位長さあたりのグリッド密度が2倍に増えると、計算ドメイン全体のグリッドの数が元の4倍に増加し、3次元構造の場合は、単位長あたりのグリッド密度が1倍増えると、計算ドメイン全体のグリッド数が8倍に増加するが、理論的には、最適設計自体が連続体に近くなるようにグリッドをできるだけ細分割する必要があり、グリッドが粗すぎると計算時間を節約できるものの、計算精度を確保できなくなる。 In one topology-optimized design domain, a single finite element computation is closely related to the grid density, and in the case of a two-dimensional structure, when the grid density per unit length doubles, the entire computation domain. In the case of a three-dimensional structure, if the number of grids in is increased by 4 times and the grid density per unit length is increased by 1 time, the number of grids in the entire calculation domain is increased by 8 times, but theoretically. , It is necessary to subdivide the grid as much as possible so that the optimum design itself is close to a continuum. If the grid is too coarse, the calculation time can be saved, but the calculation accuracy cannot be ensured.
本発明は、逆正接の動的進化率に基づくBESOトポロジー最適化方法及びその応用を開示し、まず、トポロジー最適化対象の基本構造について、所定の境界及びロードの条件下で有限要素グリッドを用いて設計ドメインを離散させて、有限要素モデルを得て、初期化に関連するパラメータを決定し、有限要素モデルについて有限要素解析を実行し、有限要素モデルの各ユニットの総合的な感度を計算し、逆正接動的進化率関数に基づいて有限要素モデルの現在の動的進化率を構築し、有限要素モデルの現在の動的進化率に基づいて有限要素モデルの現在の反復ステップにおいて更新すべきユニットの数を決定し、更新すべきユニットの数及び総合的な感度に基づいて、有限要素モデルを更新して最適化し、現在の更新後の有限要素モデルの構造が制約条件又は収束条件を満たすと、最適化を終了して、最適化モデルを出力する。本発明は、動的進化率を利用して基本構造のトポロジー最適化の速度を高め、トポロジー最適化の効率及び柔軟性を向上させる。 The present invention discloses a BESO topology optimization method based on the dynamic evolution rate of inverse tangentiality and its application. First, for the basic structure of the topology optimization target, a finite element grid is used under predetermined boundary and load conditions. To discrete the design domain, obtain a finite element model, determine the parameters related to initialization, perform a finite element analysis on the finite element model, and calculate the overall sensitivity of each unit of the finite element model. , The current dynamic evolution rate of the finite element model should be constructed based on the inverse tangential dynamic evolution rate function and updated in the current iterative step of the finite element model based on the current dynamic evolution rate of the finite element model. The number of units is determined, the finite element model is updated and optimized based on the number of units to be updated and the overall sensitivity, and the structure of the current updated finite element model satisfies the constraint condition or convergence condition. Then, the optimization is finished and the optimization model is output. The present invention utilizes the dynamic evolution rate to increase the speed of topology optimization of the basic structure and improve the efficiency and flexibility of topology optimization.
従来技術の欠点及び欠陥を解決するために、本発明の第1目的は、動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法を提供することであり、本発明は、適応グリッド技術を採用して、トポロジー最適化設計プロセスでグリッド密度を適応的に調整することによって、高い計算精度を確保しながら、単回の有限要素解析の計算量を大幅に削減させ、そして、Logistic関数を使用することで、トポロジー最適化プロセスの初期段階では、高い進化率を維持し、トポロジー構造の進化を速め、最適化設計の中間段階と最終段階では、構造の安定した収束を確保するために低い進化率に自動的に切り替わり、それによって、トポロジー最適化プロセス全体に必要な反復ステップの数を大幅に減少させ、さらに連続体トポロジー最適化全体の総計算量及び計算時間を大幅に減らす。 In order to solve the shortcomings and defects of the prior art, the first object of the present invention is to provide a BESO topology optimization method based on the dynamic evolution rate and the adaptive grid, and the present invention employs the adaptive grid technology. By adaptively adjusting the grid density in the topology optimization design process, the amount of calculation for a single finite element analysis can be significantly reduced while ensuring high calculation accuracy, and the Logistic function is used. Therefore, in the early stage of the topology optimization process, the high evolution rate is maintained, the evolution of the topology structure is accelerated, and in the intermediate and final stages of the optimization design, the low evolution rate is ensured to ensure stable convergence of the structure. Automatically switches to, thereby significantly reducing the number of iterative steps required for the entire topology optimization process, as well as significantly reducing the total amount of computation and computation time for the entire continuum topology optimization.
本発明の第2目的は、動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法の応用を提供することである。 A second object of the present invention is to provide an application of a BESO topology optimization method based on a dynamic evolution rate and an adaptive grid.
本発明の第3目的は記憶媒体を提供することである。 A third object of the present invention is to provide a storage medium.
本発明の第4目的はコンピューティング機器を提供することである。 A fourth object of the present invention is to provide a computing device.
上記第1目的を達成させるために、本発明は、
トポロジー最適化対象の基本構造について有限要素モデルを作成し、設計ドメイン、負荷、境界条件及びグリッドサイズを定義するステップS1と、
制約値及びBESO方法に必要なパラメータを決定するステップS2と、
グリッドが分割された構造について有限要素解析を行い、目的関数と各制約条件でのユニット感度を算出するステップS3と、
ユニット感度をフィルタリングし、制約のラグランジュの未定乗数を更新し、ラグランジュ関数の感度を構築するステップS4と、
現在の反復ステップの体積率に従って、Logistic関数の動的進化率関数に基づいて、現在の反復ステップの進化率を決定するステップS5と、
設定された制約関数に基づいて設計変数を更新し、すべての制約条件及び収束条件を満足しているか否かを判定し、満足していない場合、まず、適応グリッド方法によってグリッドを更新し、次にユニットを更新するステップS6と、
ステップS3〜S6を繰り返して、制約条件及び収束基準を満たすと反復プロセスを停止するステップS7と、を含む動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法を提供する。
In order to achieve the above first object, the present invention
Step S1 to create a finite element model for the basic structure of the topology optimization target and define the design domain, load, boundary conditions and grid size,
Step S2 to determine the constraint value and the parameters required for the BESO method,
In step S3, which performs finite element analysis on the structure in which the grid is divided and calculates the objective function and the unit sensitivity under each constraint condition,
Step S4, which filters the unit sensitivity, updates the undetermined multiplier of the constraint Lagrange, and builds the sensitivity of the Lagrange function,
Step S5, which determines the evolution rate of the current iterative step based on the dynamic evolution function of the Logistic function according to the volume fraction of the current iterative step,
The design variables are updated based on the set constraint function, it is determined whether all the constraints and convergence conditions are satisfied, and if not, the grid is first updated by the adaptive grid method, and then Step S6 to update the unit to
Provided is a BESO topology optimization method based on a dynamic evolution rate and an adaptive grid, including step S7, which repeats steps S3 to S6 to stop the iterative process when constraints and convergence criteria are met.
好ましい技術案として、ステップS2では、前記BESO方法に必要なパラメータは、変位限界値、構造の一次固有振動数限界値、感度をフィルタリングするためのフィルタリング半径及びトポロジー最適化の体積比限界値を含む。 As a preferred technique, in step S2, the parameters required for the BESO method include a displacement limit, a primary natural frequency limit of the structure, a filtering radius for filtering sensitivity, and a volume ratio limit for topology optimization. ..
好ましい技術案として、ステップS3では、前記目的関数の平均コンプライアンスが最小である。 As a preferred technique, in step S3, the average compliance of the objective function is minimal.
好ましい技術案として、ステップS4では、ユニット感度をフィルタリングする前記ステップは、具体的には、
あるユニットの周辺の設置範囲内のすべてのユニットの感度を距離に応じて加重平均したものを、当該ユニットの最終感度とするステップを含む。
As a preferred technique, in step S4, the step of filtering the unit sensitivity is specifically
This includes a step in which the final sensitivity of a unit is the weighted average of the sensitivities of all the units within the installation range around the unit according to the distance.
好ましい技術案として、ステップS5では、前記Logistic関数の動的進化率関数に基づいて、現在の反復ステップの進化率を決定し、Logistic関数の動的進化率に基づく関数は、具体的には、
好ましい技術案として、ステップS6では、適応グリッド方法によってグリッドを更新する前記ステップは、具体的には、
細いグリッドから粗いグリッドへの適応調整モードを用いて、構造の設計ドメインを最も細いレベルのグリッドに分割し、トポロジー最適化問題の目的関数及び制約条件に基づいて各ユニットの感度を算出し、各々の検索ボックス内のユニットの感度値を順次チェックし、ある検索ボックス内のユニットの感度値がすべてゼロであり、検索ボックス内のユニットのすべての辺上に接続点がない場合、これを結合させて前の細かさレベルのユニットとし、グリッド更新及びグリッドユニット結合を行うことで、最終的に最高レベルのユニットとして結合させるステップを含む。
As a preferred technique, in step S6, the step of updating the grid by the adaptive grid method specifically comprises
Using the fine grid-to-coarse grid adaptive adjustment mode, the design domain of the structure is divided into the finest level grids, and the sensitivity of each unit is calculated based on the objective function and constraints of the topology optimization problem. Check the sensitivity values of the units in the search box sequentially, and if the sensitivity values of the units in a search box are all zero and there are no connection points on all sides of the units in the search box, combine them. It includes the step of making the unit of the previous fineness level and finally combining it as the highest level unit by updating the grid and combining the grid units.
本発明の第2目的を達成させるために、本発明は、動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法の応用を提供し、第1目的に記載の動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法をカンチレバー構造のトポロジー最適化に適用し、
ステップS1の基本構造とは、トポロジー最適化を行ってカンチレバー最適化構造とする対象の基本構造であり、
ステップS1〜ステップS7が実行されると、カンチレバー最適化構造が得られる。
In order to achieve the second object of the present invention, the present invention provides an application of the BESO topology optimization method based on the dynamic evolution rate and the adaptive grid, and the dynamic evolution rate and the adaptive grid described in the first object. Applying the based BESO topology optimization method to the topology optimization of the cantilever structure,
The basic structure of step S1 is the basic structure of the object to be optimized for the cantilever by performing topology optimization.
When steps S1 to S7 are executed, a cantilever optimized structure is obtained.
本発明の第3目的を達成させるために、本発明は、プログラムが記憶されている記憶媒体であって、前記プログラムが、プロセッサにより実行されると、第1目的に記載の動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法を実現する記憶媒体を提供する。 In order to achieve the third object of the present invention, the present invention is a storage medium in which a program is stored, and when the program is executed by a processor, the dynamic evolution rate and the dynamic evolution rate described in the first object are achieved. Provided is a storage medium that realizes a BESO topology optimization method based on an adaptive grid.
本発明の第4目的を達成させるために、本発明は、プロセッサ及びプロセッサ実行可能なプログラムを記憶するためのメモリを備えるコンピューティング機器であって、
前記プロセッサが、メモリに記憶されたプログラムを実行すると、第1目的に記載の動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法を実現するコンピューティング機器を提供する。
In order to achieve the fourth object of the present invention, the present invention is a computing device including a processor and a memory for storing a processor-executable program.
When the processor executes a program stored in a memory, it provides a computing device that realizes a BESO topology optimization method based on the dynamic evolution rate and the adaptive grid described in the first purpose.
従来技術に比べて、本発明は下記利点及び有益な効果を有する。
(1)本発明では、適応グリッド技術を採用して、トポロジー最適化設計プロセスでグリッド密度を適応的に調整することによって、高い計算精度を確保しながら、単回の有限要素解析の計算量を大幅に削減させる。
(2)本発明では、Logistic関数の動的進化率関数に基づいて、トポロジー最適化プロセスの初期段階では、高い進化率を維持し、トポロジー構造の進化を速め、最適化設計の中間段階と最終段階では、構造の安定した収束を確保するために低い進化率に自動的に切り替わり、それによって、トポロジー最適化プロセス全体に必要な反復ステップの数を大幅に減少させ、さらに連続体トポロジー最適化全体の総計算量及び計算時間を大幅に減らす。
Compared with the prior art, the present invention has the following advantages and beneficial effects.
(1) In the present invention, by adopting adaptive grid technology and adaptively adjusting the grid density in the topology optimization design process, the amount of calculation for a single finite element analysis can be reduced while ensuring high calculation accuracy. Significantly reduce.
(2) In the present invention, based on the dynamic evolution rate function Logistic function, in the initial stage of topology optimization process, maintaining a high evolution rate, accelerate the evolution of topology structure, and intermediate stages of optimized design In the final stage, it automatically switches to a lower evolution rate to ensure stable convergence of the structure, which significantly reduces the number of iterative steps required for the entire topology optimization process, as well as continuum topology optimization. Significantly reduce the total amount of calculation and calculation time.
本発明の目的、技術案、及び利点をより明瞭にするために、以下、図面及び実施例を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明する。なお、ここで説明される特定の実施例は、本発明を解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するものではない。 In order to clarify the object, technical proposal, and advantage of the present invention, the present invention will be described in more detail below with reference to the drawings and examples. It should be noted that the specific examples described here are merely for interpreting the present invention and do not limit the present invention.
実施例
図1に示すように、本実施例は、動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法を提供し、該方法は、ステップS1〜ステップS7を含む。
ステップS1:トポロジー最適化対象の基本構造について、有限要素モデルを作成し、設計ドメイン、負荷、境界条件及びグリッドサイズを定義する。
ステップS2:制約値及びBESO方法に必要なほかのパラメータ、たとえば、変位限界値d*、構造の一次固有振動数限界値ω*、感度をフィルタリングするためのフィルタリング半径rmin、トポロジー最適化体積比限界値V*などを決定する。
変位限界値d*は、一般的には、上限値であり、つまり、力を受けた構造の特定の点の変位dがd*またはそれ以下であることが求められ、構造の一次固有振動数限界値ω*は、上限値でも、下限値でもよい。あるユニットの感度を直接計算した後、最終的に使用される感度がその周辺の所定の範囲内のユニットの感度を距離の大きさに応じて加重平均して得るものであり、感度をフィルタリングするためのフィルタリング半径rminは、この範囲を決めるものであり、トポロジー最適化体積比限界値V*は、トポロジー最適化後の構造の体積と設計ドメイン全体の体積との比である。
ステップS3:グリッドが分割された構造について有限要素解析を行い、目的関数及び各制約条件での各ユニットの感度、即ち変位感度、周波数感度などを計算する。
本実施例では、BESO方法を用いた処理方式によれば、目的関数の平均コンプライアンスが最小である。
ステップS4:ユニット感度をフィルタリングし、制約のラグランジュの未定乗数を更新し、ラグランジュ関数の感度を構築する。
ユニット感度をフィルタリングして、あるユニットの周辺の所定範囲内のすべてのユニットの感度を距離に応じて加重平均したものを、当該ユニットの最終感度とし、距離が近いほど、加重値が大きい。
ステップS5:現在の反復ステップの体積率に従って、現在の反復ステップの進化率を決定し、ここで、Logistic関数の動的進化率関数に基づいて行い、つまり、式(1−2)のようになる。
ステップS6:予め設定された制約関数に基づいて設計変数を更新し、すべての制約条件及び収束条件を満足しているか否かを判定し、満足していない場合、まずグリッドを更新し(適応グリッド方法)、次にユニットを更新する。
ステップS7:ステップS3〜S6を繰り返して、各制約条件及び収束基準を満たすと、反復プロセスを停止する。
Example As shown in FIG. 1, the present embodiment provides a BESO topology optimization method based on the dynamic evolution rate and the adaptive grid, which method comprises steps S1 to S7.
Step S1: For the basic structure of the topology optimization target, a finite element model is created, and the design domain, load, boundary conditions, and grid size are defined.
Step S2: Constraint values and other parameters required for the BESO method, such as displacement limit value d * , structure primary natural frequency limit value ω * , filtering radius r min for filtering sensitivity, topology optimized volume ratio. Determine the limit value V *, etc.
The displacement limit value d * is generally an upper limit value, that is, the displacement d at a specific point of the structure under force is required to be d * or less, and is the primary natural frequency of the structure. The limit value ω * may be an upper limit value or a lower limit value. After directly calculating the sensitivity of a unit, the sensitivity finally used is obtained by weighted averaging the sensitivity of units within a predetermined range around it according to the magnitude of the distance, and filters the sensitivity. The filtering radius r min for this is what determines this range, and the topology-optimized volume ratio limit value V * is the ratio of the volume of the structure after topology optimization to the volume of the entire design domain.
Step S3: A finite element analysis is performed on the structure in which the grid is divided, and the sensitivity of each unit under the objective function and each constraint, that is, the displacement sensitivity, the frequency sensitivity, and the like are calculated.
In this embodiment, according to the processing method using the BESO method, the average compliance of the objective function is the minimum.
Step S4: Filter the unit sensitivity, update the undetermined multiplier of the constraint Lagrange, and build the sensitivity of the Lagrange function.
The unit sensitivity is filtered, and the weighted average of the sensitivities of all the units within a predetermined range around a certain unit according to the distance is used as the final sensitivity of the unit. The closer the distance, the larger the weighted value.
Step S5: The evolution rate of the current iterative step is determined according to the volume fraction of the current iterative step, and here, it is performed based on the dynamic evolution rate function of the Logistic function, that is, as in Eq. (1-2). Become.
Step S6: The design variable is updated based on the preset constraint function, it is determined whether or not all the constraints and convergence conditions are satisfied, and if not, the grid is first updated (adaptive grid). Method), then update the unit.
Step S7: When steps S3 to S6 are repeated and each constraint condition and convergence criterion are satisfied, the iterative process is stopped.
図2に示すように、本実施例では、2次元の問題を例として適応グリッドの実現方法を説明し、ここでは、粗いものから細いものまでLevel 0、Level 1、及びLevel 2である3レベルのグリッドのみを説明し、古典的な四分木は上から下へ、Level 0、Level 1及びLevel 2の3つのレベルに分割され、隣接する2つのレベルの間の数の差は4倍である。最小のマス目を基本グリッドとすると、Level 2レベルユニットにはリーフユニットと呼ばれる1×1個の基本グリッドが含まれ、Level 1レベルユニットには2×2個の基本グリッド、つまり2×2個のリーフユニットが含まれ、このLevel 1レベルユニットはサブツリーユニットと呼ばれ、Level 0レベルユニットには4×4個の基本グリッド、つまり2×2個のサブツリーユニットが含まれ、このLevel 0レベルユニットはルートユニットと呼ばれる。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, a method of realizing an adaptive grid is described by taking a two-dimensional problem as an example, and here, three levels of
図3a、図3b及び図4に示されるように、本実施例は、動的進化率及び適応グリッドに基づくBESO方法が、四分木グリッドを生成し、細いグリッドから粗いグリッドへのグリッド適応調整モードを用いる方法を説明し、つまり、まず、構造の設計ドメインを(n×2L)×(m×2L)(ここで、Lは今回適応調整するグリッドのレベルを示し、現在のレベルが2である場合、n及びmはそれぞれ、粗いグリッドを分割するときの設計ドメインの2次元平面内のグリッド数を表す『グリッドレベルがLevel 0、つまり、L=0のときの設計ドメインの2次元平面内のグリッド数』)個のユニットを含む最も細いレベル(Level 2)グリッドに分割し、次に、BESO方法の原則に従って、トポロジー最適化問題の目的関数及び制約条件に基づいて、各ユニットの感度を算出し、図3aに示す方法に従って、つまり、各検索ボックス内(検索ボックスは正方形であり、Level2レベルユニットを4個含み、検索ボックスは互いに重ならない)の4個のユニットの感度値を、特定の順序でチェックし、ある検索ボックス内の4個のユニットの感度値がすべてゼロであり、検索ボックス内のユニットの辺上に接続点がない場合、これらを結合(粗くした)させて1つのLevel 1レベルユニットとする。最後に、上記ステップに基づいて、グリッドユニットをさらに結合(粗くした)させて、Level 0レベルユニットとし、適応グリッド調整操作は上記の方法に従って実行される。
As shown in FIGS. 3a, 3b and 4, in this embodiment, the BESO method based on the dynamic evolution rate and the adaptive grid produces a quadtree grid and grid adaptation adjustment from a fine grid to a coarse grid. The method of using the mode is explained, that is, first, the design domain of the structure is (n × 2 L ) × (m × 2 L ) (where L indicates the level of the grid to be adaptively adjusted this time, and the current level is When it is 2, n and m represent the number of grids in the two-dimensional plane of the design domain when dividing the coarse grid, respectively. “The two dimensions of the design domain when the grid level is
最適化の初期段階では、構造の体積分率は1であり、このとき、設計ドメイン内の低感度ユニットが多く存在し、この場合、より大きな進化率で計算効率を向上させ、つまり、最適化が進むにつれて、構造の性能に対する影響が小さいユニットが構造から徐々に削除され、残りは基本的に構造性能に大きな影響を与えるユニットとなり、向上が体積分率の減少に応じて徐々に減少し、このようにして、最適化の後期では一度に過量の高感度ユニットが削除され、最良の結果を得ることが困難になることが回避される。以上の分析から分かるように、動的進化率方法では、進化率と構造の体積分率とに一定の関係がある。このような関係は以下のように示される。
上記分析から分かるように、動的進化率方法の各反復ステップの進化率は構造の体積分率に関連しており、可変削除率と最適化プロセスにおける構造体の体積分率との関係に従って、式(1−1)と組み合わせて、以下のLogistic関数の動的進化率に基づく数学モデルを構築する。
以上説明したとおり、適応グリッド方法と動的進化率に基づくBESO方法を組み合わせて、より高速で効率的な改良型BESO方法(DER−SAM BESOと略記され、フルネームはDynamic Evolution Rate− Self Adaptive Mesh BESO方法である)を開発しており、この改良方法の主な特徴は、最適化プロセス全体を通じて設計領域のグリッドの密度を適応的に調整できることにある。 As explained above, the adaptive grid method and the BESO method based on the dynamic evolution rate are combined to achieve a faster and more efficient improved BESO method (abbreviated as DER-SAM BESO, and the full name is Dynamic Evolution Rate-Self Adaptive Process BESO. The method) is being developed, and the main feature of this improved method is the ability to adaptively adjust the grid density of the design area throughout the optimization process.
本実施例では、動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法の応用も提供され、具体的には、図5に示すように、上記の動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法は、平面カンチレバービーム構造のトポロジー最適化に適用され、50mm(高さ)×80mm(幅)の平面カンチレバービームを例とすれば、その左側に固定拘束があり、右側の中点に9kNの集中荷重があり、材料の性能は、ヤング率E=106MPa、ポアソン比ν=0.3、質量密度ρ=1000kg/m3である。その適応グリッド方法は、3つのレベルのユニットサイズを使用し、隣接するレベルのユニットの面積の差が4倍であり、最小ユニットと一様グリッド内のユニットのサイズは同じであり(一様グリッドの計算結果及び計算時間が本実施例の方法の比較として使用される)、両方とも(1/100)×(1/64)である。本実施例の2次元カンチレバー構造は、機械工学及び土木工学において一般的な構造であり、トポロジー最適化を通じてロッド構造の設計をより合理的にすることができ、それは、主に、構造材料の使用量が一定の場合、構造材料の性能が十分に活用され、外力に対する抵抗力が高く、つまり、同じ材料消費では構造が最良の外力抵抗性を有し、また、固有振動数が一定の制限範囲であるなどの制約条件を満たすことにより、反映されている。
In this embodiment, an application of the BESO topology optimization method based on the dynamic evolution rate and the adaptive grid is also provided. Specifically, as shown in FIG. 5, the BESO topology based on the dynamic evolution rate and the adaptive grid described above is also provided. The optimization method is applied to the topology optimization of the planar cantilever beam structure. Taking a 50 mm (height) x 80 mm (width) planar cantilever beam as an example, there is a fixed constraint on the left side and at the midpoint on the right side. There are concentrated load of 9 kN, the performance of the material has a Young's
本実施例では、最適化方法(本発明の方法を含む)の各作業制約条件下での計算例に対する最適化結果を比較して、本発明の方法の実現可能性を検証する。
表1は、トポロジー最適化で考慮される3つの異なる制約のケースを示しており、表1には、d1及びω1は、右側の中点での変位と構造の基本周波数を示している。
Table 1 shows the cases of three different constraints considered in topology optimization, where d 1 and ω 1 show the displacement at the midpoint on the right and the fundamental frequency of the structure. ..
上記表から明らかなように、3種類の異なる方法の最適化結果はすべて、異なる作業制約条件の要件を満たすことができる。また、それは、本発明の方法が各作業制約条件に対して良好な適応性を有することを示している。 As is clear from the above table, the optimization results of all three different methods can meet the requirements of different work constraints. It also shows that the method of the present invention has good adaptability to each work constraint.
本実施例では、上記の3つの作業条件の中から、図6に示すように、典型的な作業条件2を選択して、3種類の異なる方法で得られた最適トポロジー構造及び収束曲線を観察したところ、
(1)異なる方法で得られたトポロジー構造は、良好なる類似性を有する。
(2)進化率が一定のSAM BESOと進化率が一定のBESOは両方とも、最適化プロセス全体が収束するまでに70個以上の反復ステップを経たのに対して、Logistic関数に基づくDER−SAM BESOは、収束までに24個の反復ステップしかかかない。Logistic関数の動的進化率は、本計算例のトポロジー最適化の反復ステップを約60%削減できることが示される。
In this embodiment, as shown in FIG. 6, a
(1) different ways resulting topology structure has Naru good similarity.
(2) Both SAM with a constant evolution rate and BESO with a constant evolution rate have undergone more than 70 iterative steps before the entire optimization process converges, whereas DER-SAM based on the Logistics function. BESO takes only 24 iterative steps to converge. It is shown that the dynamic evolution rate of the Logistic function can reduce the iterative step of topology optimization in this calculation example by about 60%.
以下、一様グリッドと適応グリッドの計算時間を比較することにより、計算効率の点での本発明の優位性を説明し、下記表2には、3種類の方法の計算プロセスに亘った平均単回有限要素解析及び単回感度分析に必要な計算時間が示されている。
上記表2は、適応グリッドと一様グリッドの2つの異なるグリッド処理方法による、コンピュータの有限要素の平均求解時間と感度平均計算時間の比較を示しており、一様グリッド状態での平均時間を参照とする。このうち、適応グリッド方法により改良されたBESO最適化方法による有限要素の平均求解時間は、一様グリッドの場合の時間の約36.7%であり、感度を計算するための平均計算時間は、一様グリッドの場合の時間の約52.1%であり、このことから、四分木に基づく適応グリッド方法は、従来の一様グリッドと比較して、信頼性及び高効率を有することが分かった。 Table 2 above shows a comparison of the average solution time and sensitivity average calculation time of computer finite elements by two different grid processing methods, adaptive grid and uniform grid, see average time in uniform grid state. And. Of these, the average solution time of finite elements by the BESO optimization method improved by the adaptive grid method is about 36.7% of the time in the case of a uniform grid, and the average calculation time for calculating the sensitivity is It takes about 52.1% of the time for a uniform grid, which shows that the quadtree-based adaptive grid method is more reliable and more efficient than a conventional uniform grid. It was.
本実施例では、下記表3(各反復ステップのユニットの総数と自由度数)によって、適応グリッドの作用を説明し、トポロジー最適化で考慮される3つの異なる制約のケースが示される。
上記表に記載の各改良方法により最適化されたステップ1、ステップ10、及び最後のステップのユニット数と自由度を比較した結果から明らかなように、四分木に基づく適応グリッド方法は、最適化プロセス中にグリッドの細さのレベルを継続的に調整することで、プログラムがユニット数と自由度を求解するための計算の規模を低減させる。このことから分かるように、初期段階では、両方には、ユニット数と自由度を求解するための計算の規模がほぼ同じであるが、プログラムの実行を続けると、適応グリッド方法はグリッドの細さのレベルを継続的に調整し、ステップ10になると、適応グリッドと一様グリッドでの差は非常に明らかなになる。最適化後期ではこの差がさらに大きくなり、適応グリッドの場合、プログラムがユニット数と自由度を求解するための計算の規模は、一様グリッドの計算の規模よりも大幅に小さくなる。上記データはさらに、適応グリッド技術により改良されたBESO方法が2次元問題に対して優れた効果を示し、計算時間を35%節約できることを示している。適応グリッド技術は、最適化プロセス中に、必要に応じてグリッドのサイズを自動的に調整できるため、最適化のための計算の規模及び効率の課題を十分に解決する。
The quadtree-based adaptive grid method is optimal, as evidenced by the results of comparing the number of units and degrees of freedom in
下記表4に示すように、この表には、動的進化率及び適応グリッドによる本発明の方法と他の方法との比較を合わせて示している。
上記表4から分かるように、本発明の方法(Logistic関数に基づくDER−SAM BESO)を使用する場合に必要な総時間は、従来のBESO方法のそれのわずか22.6%であり、計算効率は大幅に向上する。 As can be seen from Table 4 above, the total time required when using the method of the present invention (DER-SAM BESO based on the Logistic function) is only 22.6% of that of the conventional BESO method, and the calculation efficiency is high. Is greatly improved.
本実施例は、プログラムが記憶されており、前記プログラムがプロセッサにより実行されると、動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法を実現する記憶媒体をさらに開示し、このBESOトポロジー最適化方法は、具体的には、以下のとおりである。
ステップS1:トポロジー最適化対象の基本構造について、有限要素モデルを作成し、設計ドメイン、負荷、境界条件及びグリッドサイズを定義する。
ステップS2:制約値及びBESO方法に必要なほかのパラメータ、たとえば、変位限界値d*、構造の一次固有振動数限界値ω*、感度をフィルタリングするためのフィルタリング半径rmin、トポロジー最適化体積比限界値V*などを決定する。
変位限界値d*は、一般的には、上限値であり、つまり、力を受けた構造の特定の点の変位dがd*またはそれ以下であることが求められ、構造の一次固有振動数限界値ω*は、上限値でも、下限値でもよい。あるユニットの感度を直接計算した後、最終的に使用される感度がその周辺の所定の範囲内のユニットの感度を距離の大きさに応じて加重平均して得るものであり、感度をフィルタリングするためのフィルタリング半径rminは、この範囲を決めるものであり、トポロジー最適化体積比限界値V*は、トポロジー最適化後の構造の体積と設計ドメイン全体の体積との比である。
ステップS3:グリッドが分割された構造について有限要素解析を行い、目的関数及び各制約条件での各ユニットの感度、即ち変位感度、周波数感度などを計算する。
本実施例では、BESO方法を用いた処理方式によれば、目的関数の平均コンプライアンスが最小である。
ステップS4:ユニット感度をフィルタリングし、制約のラグランジュの未定乗数を更新し、ラグランジュ関数の感度を構築する。
ユニット感度をフィルタリングして、あるユニットの周辺の所定範囲内のすべてのユニットの感度を距離に応じて加重平均したものを、当該ユニットの最終感度とし、距離が近いほど、加重値が大きい。
ステップS5:現在の反復ステップの体積率に従って、Logistic関数の動的進化率関数に基づいて現在の反復ステップの進化率を決定する。
ステップS6:予め設定された制約関数に基づいて設計変数を更新し、すべての制約条件及び収束条件を満足しているか否かを判定し、満足していない場合、まずグリッドを更新し(適応グリッド方法)、次にユニットを更新する。
ステップS7:ステップS3〜S6を繰り返して、各制約条件及び収束基準を満たすと、反復プロセスを停止する。
The present embodiment further discloses a storage medium in which a program is stored and when the program is executed by a processor, a BESO topology optimization method based on a dynamic evolution rate and an adaptive grid is further disclosed, and the BESO topology optimization is performed. Specifically, the conversion method is as follows.
Step S1: For the basic structure of the topology optimization target, a finite element model is created, and the design domain, load, boundary conditions, and grid size are defined.
Step S2: Constraint values and other parameters required for the BESO method, such as displacement limit value d * , structure primary natural frequency limit value ω * , filtering radius r min for filtering sensitivity, topology optimized volume ratio. Determine the limit value V *, etc.
The displacement limit value d * is generally an upper limit value, that is, the displacement d at a specific point of the structure under force is required to be d * or less, and is the primary natural frequency of the structure. The limit value ω * may be an upper limit value or a lower limit value. After directly calculating the sensitivity of a unit, the sensitivity finally used is obtained by weighted averaging the sensitivity of units within a predetermined range around it according to the magnitude of the distance, and filters the sensitivity. The filtering radius r min for this is what determines this range, and the topology-optimized volume ratio limit value V * is the ratio of the volume of the structure after topology optimization to the volume of the entire design domain.
Step S3: A finite element analysis is performed on the structure in which the grid is divided, and the sensitivity of each unit under the objective function and each constraint, that is, the displacement sensitivity, the frequency sensitivity, and the like are calculated.
In this embodiment, according to the processing method using the BESO method, the average compliance of the objective function is the minimum.
Step S4: Filter the unit sensitivity, update the undetermined multiplier of the constraint Lagrange, and build the sensitivity of the Lagrange function.
The unit sensitivity is filtered, and the weighted average of the sensitivities of all the units within a predetermined range around a certain unit according to the distance is used as the final sensitivity of the unit. The closer the distance, the larger the weighted value.
Step S5: The evolution rate of the current iterative step is determined based on the dynamic evolution rate function of the Logistic function according to the volume fraction of the current iterative step.
Step S6: The design variable is updated based on the preset constraint function, it is determined whether or not all the constraints and convergence conditions are satisfied, and if not, the grid is first updated (adaptive grid). Method), then update the unit.
Step S7: When steps S3 to S6 are repeated and each constraint condition and convergence criterion are satisfied, the iterative process is stopped.
本実施例は、カンチレバー構造の最適化に適用でき、プロセッサが上記のような動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法の手順を実行することで、最適化されたカンチレバー構造が得られる。 This embodiment can be applied to the optimization of the cantilever structure, and the optimized cantilever structure can be obtained by the processor performing the procedure of the BESO topology optimization method based on the dynamic evolution rate and the adaptive grid as described above. Be done.
本実施例における記憶媒体は、磁気ディスク、光ディスク、コンピュータメモリ、読み取り専用メモリ(ROM、Read−Only Memory)、ランダムアクセスメモリ(RAM、Random Access Memory)、Uディスク、モバイルハードディスクなどの媒体であり得る。 The storage medium in this embodiment may be a medium such as a magnetic disk, an optical disk, a computer memory, a read-only memory (ROM, Read-Only Memory), a random access memory (RAM, Random Access Memory), a U disk, or a mobile hard disk. ..
本実施例は、プロセッサ及びプロセッサ実行可能なプログラムを記憶するためのメモリを備え、前記プロセッサが、メモリに記憶されたプログラムを実行すると、動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法を実現するコンピューティング機器をさらに開示し、BESOトポロジー最適化方法は、具体的には、以下のとおりである。
ステップS1:トポロジー最適化対象の基本構造について、有限要素モデルを作成し、設計ドメイン、負荷、境界条件及びグリッドサイズを定義する。
ステップS2:制約値及びBESO方法に必要なほかのパラメータ、たとえば、変位限界値d*、構造の一次固有振動数限界値ω*、感度をフィルタリングするためのフィルタリング半径rmin、トポロジー最適化体積比限界値V*などを決定する。
変位限界値d*は、一般的には、上限値であり、つまり、力を受けた構造の特定の点の変位dがd*またはそれ以下であることが求められ、構造の一次固有振動数限界値ω*は、上限値でも、下限値でもよい。あるユニットの感度を直接計算した後、最終的に使用される感度がその周辺の所定の範囲内のユニットの感度を距離の大きさに応じて加重平均して得るものであり、感度をフィルタリングするためのフィルタリング半径rminは、この範囲を決めるものであり、トポロジー最適化体積比限界値V*は、トポロジー最適化後の構造の体積と設計ドメイン全体の体積との比である。
ステップS3:グリッドが分割された構造について有限要素解析を行い、目的関数及び各制約条件での各ユニットの感度、即ち変位感度、周波数感度などを計算する。
本実施例では、BESO方法を用いた処理方式によれば、目的関数の平均コンプライアンスが最小である。
ステップS4:ユニット感度をフィルタリングし、制約のラグランジュの未定乗数を更新し、ラグランジュ関数の感度を構築する。
ユニット感度をフィルタリングして、あるユニットの周辺の所定範囲内のすべてのユニットの感度を距離に応じて加重平均したものを、当該ユニットの最終感度とし、距離が近いほど、加重値が大きい。
ステップS5:現在の反復ステップの体積率に従って、Logistic関数の動的進化率関数に基づいて現在の反復ステップの進化率を決定する。
ステップS6:予め設定された制約関数に基づいて設計変数を更新し、すべての制約条件及び収束条件を満足しているか否かを判定し、満足していない場合、まずグリッドを更新し(適応グリッド方法)、次にユニットを更新する。
ステップS7:ステップS3〜S6を繰り返して、各制約条件及び収束基準を満たすと、反復プロセスを停止する。
This embodiment includes a processor and a memory for storing a processor-executable program, and when the processor executes the program stored in the memory, a BESO topology optimization method based on a dynamic evolution rate and an adaptive grid is performed. The BESO topology optimization method, which further discloses the computing device to be realized, is specifically as follows.
Step S1: For the basic structure of the topology optimization target, a finite element model is created, and the design domain, load, boundary conditions, and grid size are defined.
Step S2: Constraint values and other parameters required for the BESO method, such as displacement limit value d * , structure primary natural frequency limit value ω * , filtering radius r min for filtering sensitivity, topology optimized volume ratio. Determine the limit value V *, etc.
The displacement limit value d * is generally an upper limit value, that is, the displacement d at a specific point of the structure under force is required to be d * or less, and is the primary natural frequency of the structure. The limit value ω * may be an upper limit value or a lower limit value. After directly calculating the sensitivity of a unit, the sensitivity finally used is obtained by weighted averaging the sensitivity of units within a predetermined range around it according to the magnitude of the distance, and filters the sensitivity. The filtering radius r min for this is what determines this range, and the topology-optimized volume ratio limit value V * is the ratio of the volume of the structure after topology optimization to the volume of the entire design domain.
Step S3: A finite element analysis is performed on the structure in which the grid is divided, and the sensitivity of each unit under the objective function and each constraint, that is, the displacement sensitivity, the frequency sensitivity, and the like are calculated.
In this embodiment, according to the processing method using the BESO method, the average compliance of the objective function is the minimum.
Step S4: Filter the unit sensitivity, update the undetermined multiplier of the constraint Lagrange, and build the sensitivity of the Lagrange function.
The unit sensitivity is filtered, and the weighted average of the sensitivities of all the units within a predetermined range around a certain unit according to the distance is used as the final sensitivity of the unit. The closer the distance, the larger the weighted value.
Step S5: The evolution rate of the current iterative step is determined based on the dynamic evolution rate function of the Logistic function according to the volume fraction of the current iterative step.
Step S6: The design variable is updated based on the preset constraint function, it is determined whether or not all the constraints and convergence conditions are satisfied, and if not, the grid is first updated (adaptive grid). Method), then update the unit.
Step S7: When steps S3 to S6 are repeated and each constraint condition and convergence criterion are satisfied, the iterative process is stopped.
本実施例では、コンピューティング機器のANSYSソフトウェアを用いてAPDLプログラミングを実行することができ、有限要素解析プラットフォームは、動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法を実現するANSYSである。 In this embodiment, APDL programming can be performed using the ANSYS software of the computing device, and the finite element analysis platform is an ANSYS that implements a BESO topology optimization method based on dynamic evolution rates and adaptive grids.
本実施例は、カンチレバー構造の最適化に適用でき、コンピューティング機器のプロセッサが、メモリに記憶された前記動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法のプログラムを実行すると、最適化されたカンチレバー構造が得られ得る。 This embodiment can be applied to the optimization of the cantilever structure, and is optimized when the processor of the computing device executes the program of the BESO topology optimization method based on the dynamic evolution rate and the adaptive grid stored in the memory. A cantilever structure can be obtained.
本実施例におけるコンピューティング機器は、デスクトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、スマートフォン、PDAハンドヘルド端末、タブレットコンピュータ、又はプロセッサ機能を有する他の端末機器であり得る。 The computing device in this embodiment may be a desktop computer, a notebook computer, a smartphone, a PDA handheld terminal, a tablet computer, or another terminal device having a processor function.
上記実施例は、本発明の好ましい実施形態であるが、本発明の実施形態は、上記実施例により制限されず、本発明の趣旨及び原理から逸脱することなく行われる他の変更、修正、置換、組み合わせや簡略化は、すべて同等の置換方式であり、いずれも本発明の特許範囲に含まれる。 The above embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but the embodiment of the present invention is not limited by the above embodiment and is made without departing from the spirit and principle of the present invention. , Combinations and simplifications are all equivalent substitution methods and are all within the scope of the invention.
Claims (9)
トポロジー最適化対象の基本構造について有限要素モデルを作成し、設計ドメイン、負荷、境界条件及びグリッドサイズを定義するステップS1と、
制約値及びBESO方法に必要なパラメータを決定するステップS2と、
グリッドが分割された構造について有限要素解析を行い、目的関数と制約条件でのユニット感度を算出するステップS3と、
ユニット感度をフィルタリングし、制約のラグランジュの未定乗数を更新し、ラグランジュ関数の感度を構築するステップS4と、
現在の反復ステップの体積率に従って、Logistic関数の動的進化率関数に基づいて、現在の反復ステップの進化率を決定するステップS5と、
設定された制約関数に基づいて設計変数を更新し、すべての制約条件及び収束条件を満足しているか否かを判定し、満足していない場合、まず、適応グリッド方法によってグリッドを更新し、次にユニットを更新するステップS6と、
ステップS3〜S6を繰りして、制約条件及び収束基準を満たすと、反復プロセスを停止するステップS7と、を含む、ことを特徴とするBESOトポロジー最適化方法。 A BESO topology optimization method based on dynamic evolution rate and adaptive grid.
Step S1 to create a finite element model for the basic structure of the topology optimization target and define the design domain, load, boundary conditions and grid size,
Step S2 to determine the constraint value and the parameters required for the BESO method,
In step S3, which performs finite element analysis on the structure in which the grid is divided and calculates the unit sensitivity under the objective function and constraints,
Step S4, which filters the unit sensitivity, updates the undetermined multiplier of the constraint Lagrange, and builds the sensitivity of the Lagrange function,
Step S5, which determines the evolution rate of the current iterative step based on the dynamic evolution function of the Logistic function according to the volume fraction of the current iterative step,
The design variables are updated based on the set constraint function, it is determined whether all the constraints and convergence conditions are satisfied, and if not, the grid is first updated by the adaptive grid method, and then Step S6 to update the unit to
A BESO topology optimization method comprising steps S3 to S6 to stop an iterative process when constraints and convergence criteria are met.
あるユニットの周辺の設置範囲内のすべてのユニットの感度を距離に応じて加重平均したものを、当該ユニットの最終感度とするステップを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法。 In step S4, the step of filtering the unit sensitivity is specifically described as
The dynamic evolution according to claim 1, further comprising a step of determining the final sensitivity of the unit by weighted averaging the sensitivities of all the units within the installation range around the unit according to the distance. BESO topology optimization method based on rate and adaptive grid.
細いグリッドから粗いグリッドへの適応調整モードを用いて、構造の設計ドメインを最も細いレベルのグリッドに分割し、トポロジー最適化問題の目的関数及び制約条件に基づいて各ユニットの感度を算出し、各々の検索ボックス内のユニットの感度値を順次チェックし、ある検索ボックス内のユニットの感度値がすべてゼロであり、検索ボックス内のユニットのすべての辺上に接続点がない場合、これを結合させて前の細かさレベルのユニットとし、グリッド更新及びグリッドユニット結合を行うことで、最終的に最高レベルのユニットとして結合させるステップを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法。 In step S6, the step of updating the grid by the adaptive grid method is specifically described as
Using the fine grid-to-coarse grid adaptation mode, the design domain of the structure is divided into the finest level grids, and the sensitivity of each unit is calculated based on the objective function and constraints of the topology optimization problem. Check the sensitivity values of the units in the search box sequentially, and if the sensitivity values of the units in a search box are all zero and there are no connection points on all sides of the units in the search box, combine them. The dynamic evolution rate according to claim 1, further comprising a step of making the unit of the previous fineness level and finally combining it as the highest level unit by performing grid update and grid unit combination. And a BESO topology optimization method based on the adaptive grid.
ステップS1の基本構造とは、トポロジー最適化を行ってカンチレバー最適化構造とする対象の基本構造であり、
ステップS1〜ステップS7が実行されると、カンチレバー最適化構造が得られるBESOトポロジー最適化システム。 A system for use BESO topology optimization how based on dynamic evolution rate and adaptive grid, BESO topology optimization method based on the dynamic evolution rate and adaptive grid according to any one of claims 1 to 6 Is applied to the topology optimization of the cantilever structure,
The basic structure of step S1 is the basic structure of the object to be optimized for the cantilever by performing topology optimization.
A BESO topology optimization system that obtains a cantilever optimization structure when steps S1 to S7 are executed.
前記プログラムが、プロセッサにより実行されると、請求項1〜6のいずれか1項に記載の動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法を実現する、ことを特徴とする記憶媒体。 A storage medium in which a program is stored
A storage medium, characterized in that, when the program is executed by a processor, the BESO topology optimization method based on the dynamic evolution rate and the adaptive grid according to any one of claims 1 to 6 is realized.
前記プロセッサが、メモリに記憶されたプログラムを実行すると、請求項1〜6のいずれか1項に記載の動的進化率及び適応グリッドに基づくBESOトポロジー最適化方法を実現する、ことを特徴とするコンピューティング機器。 A computing device that has a processor and memory for storing a processor-executable program.
When the processor executes a program stored in a memory, the BESO topology optimization method based on the dynamic evolution rate and the adaptive grid according to any one of claims 1 to 6 is realized. Computing equipment.
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